KR102457653B1 - 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치 및 방법 - Google Patents

이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치 및 방법에 관한 것으로, 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치는 다종의 시료들이 장착되며, 환형 디스크 모양을 가진 시료장착부, 시료장착부를 회전시키는 시료회전부, 시료장착부의 적어도 어느 하나의 시료에 이중에너지 x-선을 조사하는 x선조사부, 및 x선조사부로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 x선투과검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 시료장착부에 다종의 시료를 장착시키고, 다종의 시료 중 적어도 하나의 시료에 이중에너지 x-선을 조사하여 데이터를 획득함으로써, 효율적인 데이터셋을 구축할 수 있다. 특히, 복수개의 시료장착부가 겹겹이 구비되고, 시료장착부를 회전시켜 시료의 두께를 조절함으로서, 시료의 두께에 대한 데이터 정보도 효율적으로 획득할 수 있다.

Description

이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치 및 방법{Apparatus and method for generating rotational Data set using dual energy x-ray}
본 발명은 x-선을 활용한 데이터셋 생성장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중에너지 x-선을 활용하여 복수의 시료에 대한 물질별, 두께별 데이터를 빠르고 효율적으로 확보하기 위한 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 기술은 물질(시료의) 재질을 구별하기 위해서 데이터셋들에 대한 영상을 확보한다.
데이터셋들의 영상의 확보는 영상을 획득할 때마다 물질들을 두께별로 변경하여야 하기 때문에 많은 시간과 노력이 필요하다. 또한, 물질별로 다양한 두께가 확보되어야 하지만 초기 제작된 두께 이상 혹은 사이의 두께별로 시료의 준비가 어렵다는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 (KR)제2015-0018665호(2015.02.24.)
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명은 물질구별을 위해서 이중에너지 X-선을 이용하여 빠른 시간 내에 물질을 구별(재질 구별)을 효과적으로 할 수 있는 데이터셋을 생성하는 기술이며, 물질 구별을 수행하기 위해서 다양한 물질들과 두께에 대한 이중에너지의 투과영상들을 확보할 수 있는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치는 다종의 시료들이 장착되며, 환형 디스크 모양을 가진 시료장착부, 상기 시료장착부를 회전시키는 시료회전부, 상기 시료회전부에 의해 회전된 시료장착부의 적어도 어느 하나의 시료에 이중에너지 x-선을 조사하는 x선조사부, 및 상기 x선조사부로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 x선투과검출부를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 시료장착부는 회전을 위해 환형 모양의 환형 디스크 모양이며, 상기 디스크의 외주면에는 톱니바퀴가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 시료회전부는 상기 시료장착부의 외주면에 형성된 톱니바퀴에 맞물려 상기 시료장착부를 회전시키기 위한 기어 타입으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 시료장착부는 다종의 시료들이 장착될 수 있는 복수의 시료투입부들을 더 포함하고, 각각의 시료투입부는 상기 환형 디스크 형상으로 이루어진 시료장착부의 내측 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 배치된다. 이 때, 다종의 시료들이 상기 시료투입부에 투입될 때에는 상기 투입된 시료투입부의 양 측에는 상기 시료가 투입되어 있지 않고 비워두는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 디스크 모양의 시료장착부는 복수개가 겹겹이 구비된 것을 특징으로 하고, 상기 겹겹이 구비된 각각의 시료장착부가 개별적으로 회전하여 상기 시료장착부에 장착된 시료들의 두께 조절이 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 x선조사부는 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선로 이루어진 이중에너지 x-선을 조사하고, 상기 x선투과검출부는 상기 시료를 통과한 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선에 대응되는 신호값의 비를 이용하여 시료의 데이터를 수집하는 것을 특징한다. 여기서, 상기 x선조사부는 상기 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선의 세기를 시료 및 시료의 두께에 따라 조절하여 조사할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 x선투과검출부는 상기 이중에너지 x-선이 조사됨에 따라 상기 다종의 시료를 투과한 x-선 신호를 수집하는 x선투과신호수집부, 및 상기 x선투과신호수집부로부터 수집된 x-선 신호들의 영상의 비(R)를 통해서 시료의 특징 데이터셋을 구축하는 시료데이터구축부;를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치는 다종의 시료들이 장착되며, 환형 디스크 모양을 가진 시료장착부, 상기 시료장착부에 장착된 다종의 시료들에 이중에너지 x-선을 조사하는 x선조사부 및 상기 x선조사부로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 x선투과검출부를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 시료장창부를 회전시키기 위한 시료회전부를 더 포함하고, 상기 디스크 모양의 시료장착부는 복수개가 겹겹이 구비되고, 상기 시료회전부가 상기 겹겹이 구비된 각각의 시료장착부가 개별적으로 회전하여 상기 시료장착부에 장착된 시료들의 두께 조절이 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 x선투과검출부는 상기 이중에너지 x-선이 상기 시료장착부에 조사됨에 따라,
상기 한번의 x-선 조사로 상기 다종의 전체 시료를 투과한 x-선 영상신호를 수집하는 x선투과신호수집부 및상기 x선투과신호수집부로부터 수집된 상기 투과 x-선 신호들의 통해서 시료의 특징 영상데이터셋을 구축하는 시료데이터구축부를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성하는 방법에 있어서, 환형 디스크 모양의 시료장착부에 다종의 시료들을 장착하는 단계, 상기 시료회전부가 상기 환형 디스크 모양의 시료장착부를 회전시키는 단계, 상기 x선조사부가 상기 시료회전부에 의해 회전된 시료장착부의 적어도 어느 하나의 시료에 이중에너지 x-선을 조사하는 단계, 및 상기 x선투과검출부가 상기 x선조사부로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 시료장착부에 다종의 시료들을 장착하는 단계는 상기 시료장착부에 구비된 다종의 시료들이 장착되고, 상기 환형 디스크 형상으로 이루어진 시료장착부의 내측 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 시료투입부들 중 각각의 시료투입부에 시료를 투입하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 다종의 시료들이 상기 시료투입부에 투입될 때에는 상기 투입된 시료투입부의 양 측에는 상기 시료가 투입되어 있지 않고 비워둘 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 시료회전부가 상기 시료장착부를 회전시키는 단계에서는, 상기 시료장착부는 상기 환형 디스크의 외주면에는 톱니바퀴를 더 구비하고, 상기 시료회전부는 상기 시료장착부의 외주면에 형성된 톱니바퀴에 맞물려 상기 시료장착부를 회전시키기 위한 기어 타입으로 이루어진다. 그리고, 상기 시료회전부의 기어와 상기 시료장착부의 톱니바퀴가 맞물려 회전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 시료회전부가 상기 시료장착부를 회전시키는 단계는 상기 이중에너지의 x-선이 조사되는 위치에 적어도 하나의 시료가 위치하도록 상기 시료장착부를 회전시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 시료장착부에 다종의 시료들을 장착하는 단계에서, 상기 디스크 모양의 시료장착부는 복수개가 겹겹이 구비된 것을 특징으로 하고, 상기 겹겹이 구비된 각각의 시료장착부가 개별적으로 회전하여 상기 시료장착부에 장착된 시료들의 두께 조절이 되는 것을 특징한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 이중에너지 x-선을 조사하는 단계에서는 상기 x선조사부는 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선로 이루어진 이중에너지 x-선을 조사한다. 그리고 상기 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 단계에서는 상기 x선투과검출부는 상기 시료를 통과한 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선에 대응되는 신호값의 비를 이용하여 시료의 데이터를 수집하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 이중에너지 x-선을 조사하는 단계에서는 상기 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선의 세기를 시료 및 시료의 두께에 따라 조절하여 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예들에 따른 이중에너지 x-선을 조사하는 전체 회전형 데이터셋 생성하는 방법에 있어서, 환형 디스크 모양의 시료장착부에 다종의 시료들을 장착하는 단계, 상기 x선조사부가 상기 시료장착부에 장착된 다종의 시료들에 이중에너지 x-선을 조사하는 단계, 및 상기 x선투과검출부가 상기 x선조사부로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 이중에너지 x-선을 조사하기 전에 시료회전부가 상기 시료장창부를 회전시키는 단계를 더 포함하고, 상기 디스크 모양의 시료장착부 복수개가 겹겹이 구비되며, 상기 시료회전부가 상기 겹겹이 구비된 각각의 시료장착부를 회전시켜 상기 시료장착부에 장착된 시료들의 두께 조절을 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 단계는, 상기 이중에너지 x-선이 상기 시료장착부에 조사됨에 따라,
x선투과신호수집부가 상기 한번의 x-선 조사로 상기 다종의 전체 시료를 투과한 x-선 영상신호를 수집하는 단계; 및 시료데이터구축부가 상기 x선투과신호수집부로부터 수집된 상기 투과 x-선 신호들의 통해서 시료의 특징 영상데이터셋을 구축하는 단계를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같은 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 데이터를 얻기 위한 시료를 타깃팅 하여 이중에너지 x-선을 조사함으로써, 시료에 대한 데이터셋을 정확하고 효율적으로 생성할 수 있다.
둘째, 본 발명은 시료장착부에 다종의 시료를 장착시키고, 다종의 시료 중 적어도 하나의 시료에 이중에너지 x-선을 조사하여 데이터를 획득함으로써, 효율적인 데이터셋을 구축할 수 있다.
셋째, 본 발명의 환형 디스크 모양의 시료장착부를 회전시키면서 타깃 시료를 이중에너지 x-선을 조사 영역에 위치시키는 방식으로 시료에 대한 데이터를 획득할 수 있다.
넷째, 본 발명의 시료장착부에 다종의 시료를 장착시키고, 다종의 시료에 이중에너지 x-선을 한 번에 조사하여 데이터를 획득함으로써, 복수의 시료에 대해서 빠르고 효율적인 데이터셋을 구축할 수 있다.
다섯째, 본 발명의 시료가 장착되는 환형 모양의 디스크 형태의 시료장착부를 겹치게 구비함으로써, 시료의 두께에 대한 데이터를 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 시료장착부를 회전시키기 위한 실시예들를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 시료장착부를 겹겹이 구비한 실시예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 이중에너지 x-선 조사에 관련한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 이중에너지 x선투과부를 설명하기 위한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 이중에너지 x-선 투과에 따른 실험그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성방법을 설명하기 위한 순서도이다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치 및 방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예들에 따른 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치는 다종의 시료들이 장착되며, 환형 디스크 모양을 가진 시료장착부(100)와, 시료장착부(100)를 회전시키는 시료회전부(200)와, 시료회전부(200)에 의해 회전된 시료장착부(100)의 적어도 어느 하나의 시료에 이중에너지 x-선을 조사하는 x선조사부(300), 및 x선조사부(300)로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 x선투과검출부(400)를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치는 시료에 따른 영상을 획득한 후 영상 내에서 물체의 물질을 구별하기 위하여 본 발명을 통해 미리 획득한 데이터셋을 활용하여 획득한 영상의 픽셀값을 해당되는 영역에 속하는 값에 매칭하여 물질의 성분을 추정하여 물질구별을 수행한다.
이와 같이, 물질구별을 수행하기 위해서는 다양한 물질들과 두께에 대한 이중에너지의 투과 영상들을 확보하여야 하며 데이터셋의 종류(물질, 두께)가 많으면 많아질수록 물질을 구별할 수 있는 능력이 높아진다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 디스크 모양의 시료장착부(100)가 복수개가 겹겹이 구비되도록 배치된다. 그리고 시료회전부(200)가 겹겹이 구비된 각각의 시료장착부(100)가 개별적으로 회전하여 시료장착부(100)에 장착된 시료들의 두께 조절될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, x선조사부(300)는 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선로 이루어진 이중에너지 x-선을 조사한다. 이 때, x선조사부(300)는 상기 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선의 세기를 시료 및 시료의 두께에 따라 조절하여 조사한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, x선투과검출부(400)는 상기 시료를 통과한 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선에 대응되는 신호값의 비를 이용하여 시료의 데이터를 수집한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, x선투과검출부(400)는 이중에너지 x-선이 조사됨에 따라 상기 다종의 시료를 투과한 x-선 신호를 수집하는 x선투과신호수집부 및 상기 x선투과신호수집부로부터 수집된 x-선 신호들의 영상의 비(R)를 통해서 시료의 특징 데이터셋을 구축하는 시료데이터구축부를 포함한다.
따라서 본 발명은 시료장착부에 다종의 시료를 장착시키고, 다종의 시료 중 적어도 하나의 시료에 이중에너지 x-선을 조사하여 데이터를 획득함으로써, 효율적인 데이터셋을 구축할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 따르면, 본 발명의 환형 디스크 모양의 시료장착부를 회전시키면서 타깃 시료를 이중에너지 x-선을 조사 영역에 위치시키는 방식으로 시료에 대한 데이터를 획득할 수 있다.
도 2는 본 발명의 시료장착부를 회전시키기 위한 실시예들를 설명하기 위한 모식도이고, 도 3은 본 발명의 시료장착부를 겹겹이 구비한 실시예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 시료장착부(100)는 회전을 위해 상기 환형 모양의 환형 디스크 모양이며, 상기 디스크의 외주면에는 톱니바퀴가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 시료회전부(200)는 시료장착부(100)의 외주면에 형성된 톱니바퀴에 맞물려 상기 시료장착부(100)를 회전시키기 위한 기어 타입으로 이루어진 것을 특징한다.
특히, 환형 모양의 디스크 형태의 시료장착부(100)의 회전은 웜기어 혹은 랙엔피니언 기어 타입의 시료회전부(200)와의 맞물림 회전을 통하여 회전될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 시료장착부(100)는 다종의 환형 모양을 가진 상기 시료들이 장착될 수 있는 시료투입부(100a)를 복수개로 구비한다. 이 때, 각각의 시료투입부(100a)는 환형 디스크 형상으로 이루어진 시료장착부(100)의 내측 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 배치된다.
특히, 다종의 시료들이 시료투입부(100a)에 투입될 때에는 상기 투입된 시료투입부(100a)의 양 측에는 상기 시료가 투입되어 있지 않고 비워두는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 디스크 모양의 시료장착부(100)는 복수개가 겹겹이 구비되고, 겹겹이 구비된 각각의 시료장착부(100)가 개별적으로 회전하여 시료장착부(100)에 장착된 시료들의 두께 조절이 된다.
따라서 다종의 시료를 동시에 장착, 투입하도록 시료장착부(100)와 시료투입부(100a)를 더 구비하고, 시료투입부(100a)의 양 측에는 시료가 투입되지 않아서 회전할 때, 시료의 두께가 조절되도록 함으로써, 시료의 특성에 대한 데이터를 구축할 때, 시료의 두께에 대한 특성을 효율적으로 획득할 수 있다.
도 4는 본 발명의 이중에너지 x-선 조사에 관련한 모식도이고, 도 5는 본 발명의 이중에너지 x선투과부를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1, 도 4와 도 5를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치는 다종의 시료들이 장착되며, 환형 디스크 모양을 가진 시료장착부(100), 시료장착부(100)에 장착된 다종의 시료들에 이중에너지 x-선을 조사하는 x선조사부(300), 및 x선조사부(300)로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 x선투과검출부(400)를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 디스크 모양의 시료장착부(100)가 복수개가 겹겹이 구비되도록 배치된다. 그리고 시료회전부(200)가 겹겹이 구비된 각각의 시료장착부(100)가 개별적으로 회전하여 시료장착부(100)에 장착된 시료들의 두께 조절될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, x선조사부(300)는 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선로 이루어진 이중에너지 x-선을 조사한다. 이 때, x선조사부(300)는 상기 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선의 세기를 시료 및 시료의 두께에 따라 조절하여 조사한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, x선투과검출부(400)는 상기 시료를 통과한 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선에 대응되는 신호값의 비를 이용하여 시료의 데이터를 수집한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치는 시료장착부의 회전 없이, x선조사부(300)가 시료장착부(100)에 장착된 다종의 시료들에 이중에너지 x-선을 조사하고, x선투과검출부(400)가 x선조사부(300)로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, x선투과검출부(400)는 상기 이중에너지 x-선이 시료장착부(100)에 조사됨에 따라, 상기 한번의 x-선 조사로 상기 다종의 전체 시료를 투과한 x-선 영상신호를 수집하는 x선투과신호수집부(400a) 및 x선투과신호수집부(400a)로부터 수집된 상기 투과 x-선 신호들의 통해서 시료의 특징 영상데이터셋을 구축하는 시료데이터구축부(400b)를 포함한다.
따라서 본 발명의 시료장착부에 다종의 시료를 장착시키고, 다종의 시료에 이중에너지 x-선을 한 번에 조사하여 데이터를 획득함으로써, 복수의 시료에 대해서 빠르고 효율적인 데이터셋을 구축할 수 있다.
도 6은 본 발명의 이중에너지 x-선 투과에 따른 실험그래프이다.
도 6을 참고하면, X-선을 이용한 시료 구별 기술은 이중에너지 X-선을 이용하여 시료를 구별(재질 구별)하는 방법이다.
이를 위하여 측정된 영상의 비를 물체 두께에 따른 곡선으로 나타낸 후 이를 특정한 방법으로 피팅한다. 이를 다양한 물체(납, 철, 알루미늄, 그라파이트 등)에 동일하게 적용한다.
좀 더 상세하게 설명하면, 상기 시료의 구별을 위해서는 시료별 두께별 데이터들을 확보하여 각 시료의 두께별 특성의 변화경향을 바탕으로 시료구별을 수행한다. 상기 고에너지와 저에너지 X-선을 동일한 시료로 조사한 뒤, 상기 시료 뒤편에 위치한 검출기로 투과된 X-선을 수집하여 각각 획득된 신호의 비를 활용하여 데이터를 획득한다.
이와 같은 과정을 시료별(일반적으로 납, 철, 알루미늄, 그라파이트 등) 로 수행하며, 각 시료들은 두께를 변화시키며 이러한 과정을 수행한다.
이때, 고에너지 X-선과 저에너지 X-선의 투과 후 측정된 값들의 비들을 바탕으로 동일한 시료인 경우 두께가 다를때 투과된 값들의 비를 활용하여 피팅등을 활용하여 연속된 곡선을 생성한다.
(여기서, 상기 영상의 비(R)= 저에너지 엑스선 투과영상 T_low)/고에너지 엑스선 투과영상(T_high)이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참고하면, 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성하는 방법에 있어서, 환형 디스크 모양의 시료장착부에 다종의 시료들을 장착하는 단계(s701); 상기 시료회전부가 상기 환형 디스크 모양의 시료장착부를 회전시키는 단계(s702); 상기 x선조사부가 상기 시료회전부에 의해 회전된 시료장착부의 적어도 어느 하나의 시료에 이중에너지 x-선을 조사하는 단계(s703); 및 상기 x선투과검출부가 상기 x선조사부로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 단계(s704)를 포함한다.
좀 더 상세하게 설명하면, 시료장착부에 다종의 시료들을 장착하는 단계(s701)에서는 상기 시료장착부에 구비된 다종의 시료들이 장착되고, 상기 환형 디스크 형상으로 이루어진 시료장착부의 내측 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 시료투입부들 중 각각의 시료투입부에 시료를 투입한다. 한편 다종의 시료들이 상기 시료투입부에 투입될 때에는 상기 투입된 시료투입부의 양 측에는 상기 시료가 투입되어 있지 않고 비워두는 것을 특징한다.
또한 상기 시료회전부가 상기 시료장착부를 회전시키는 단계(s702)에서는, 상기 시료장착부는 상기 환형 디스크의 외주면에는 톱니바퀴를 더 구비하고, 상기 시료회전부는 상기 시료장착부의 외주면에 형성된 톱니바퀴에 맞물려 상기 시료장착부를 회전시키기 위한 기어 타입으로 이루어지고, 상기 시료회전부의 기어와 상기 시료장착부의 톱니바퀴가 맞물려 회전하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 시료회전부가 상기 시료장착부를 회전시키는 단계(s702)에서, 상기 이중에너지의 x-선이 조사되는 위치에 적어도 하나의 시료가 위치하도록 상기 시료장착부를 회전시킬 수 있다.
한편 상기 시료장착부에 다종의 시료들을 장착하는 단계(s701)에서, 상기 디스크 모양의 시료장착부는 복수개가 겹겹이 구비된 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 겹겹이 구비된 각각의 시료장착부가 개별적으로 회전하여 상기 시료장착부에 장착된 시료들의 두께 조절이 될 수 있도록 한다.
상기 이중에너지 x-선을 조사하는 단계(s703)에서는 상기 x선조사부는 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선로 이루어진 이중에너지 x-선을 조사한다. 이 때, 상기 x선조사부가 상기 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선의 세기를 시료 및 시료의 두께에 따라 조절하여 조사할 수 있다.
그리고 상기 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 단계(s704)에서는 상기 x선투과검출부는 상기 시료를 통과한 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선에 대응되는 신호값의 비를 이용하여 시료의 데이터를 수집한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참고하면, 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성하는 방법에 있어서, 환형 디스크 모양의 시료장착부에 다종의 시료들을 장착하는 단계(s801), 상기 x선조사부가 상기 시료장착부에 장착된 다종의 시료들에 이중에너지 x-선을 조사하는 단계(s803) 및 상기 x선투과검출부가 상기 x선조사부로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 단계(s804)를 포함한다.
상기 이중에너지 x-선을 조사하기 전에 시료회전부가 상기 시료장창부를 회전시키는 단계(s802)를 더 포함하고, 상기 디스크 모양의 시료장착부 복수개가 겹겹이 구비되며, 상기 시료회전부가 상기 겹겹이 구비된 각각의 시료장착부를 회전시켜 상기 시료장착부에 장착된 시료들의 두께 조절을 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 x선투과검출부가 상기 x선조사부로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 단계(s804)는 상기 이중에너지 x-선이 상기 시료장착부에 조사됨에 따라, x선투과신호수집부가 상기 한번의 x-선 조사로 상기 다종의 전체 시료를 투과한 x-선 영상신호를 수집하는 단계; 및 시료데이터구축부가 상기 x선투과신호수집부로부터 수집된 상기 투과 x-선 신호들의 통해서 시료의 특징 영상데이터셋을 구축하는 단계를 포함한다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 시료장착부 100a: 시료투입부
200: 시료회전부 300: x선조사부
400: x선투과검출부 400a: x선투과신호수집부
400b: 시료데이터구축부

Claims (22)

  1. 다종의 시료들이 장착되며, 회전을 위해 환형 모양의 환형 디스크 모양으로 이루어지고, 상기 디스크의 외주면에는 톱니바퀴가 형성된 시료장착부;
    상기 시료장착부를 회전시키는 시료회전부;
    상기 시료회전부에 의해 회전된 시료장착부의 적어도 어느 하나의 시료에 이중에너지 x-선을 조사하는 x선조사부; 및
    상기 x선조사부로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 x선투과검출부;를 포함하되,
    상기 디스크 모양의 시료장착부는 복수개가 겹겹이 구비되고,
    상기 겹겹이 구비된 각각의 시료장착부가 개별적으로 회전하여 상기 시료장착부에 장착된 시료들의 두께 조절이 되는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 시료회전부는
    상기 시료장착부의 외주면에 형성된 톱니바퀴에 맞물려 상기 시료장착부를 회전시키기 위한 기어 타입으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 시료장착부는
    다종의 시료들이 장착될 수 있는 복수의 시료투입부들을 더 포함하고,
    각각의 시료투입부는 상기 환형 디스크 형상으로 이루어진 시료장착부의 내측 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 배치되며,
    다종의 시료들이 상기 시료투입부에 투입될 때에는 상기 투입된 시료투입부의 양 측에는 상기 시료가 투입되어 있지 않고 비워두는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 x선조사부는
    고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선로 이루어진 이중에너지 x-선을 조사하고,
    상기 x선투과검출부는
    상기 시료를 통과한 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선에 대응되는 신호값의 비를 이용하여 시료의 데이터를 수집하는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 x선조사부는
    상기 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선의 세기를 시료 및 시료의 두께에 따라 조절하여 조사하는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 x선투과검출부는
    상기 이중에너지 x-선이 조사됨에 따라 상기 다종의 시료를 투과한 x-선 신호를 수집하는 x선투과신호수집부; 및
    상기 x선투과신호수집부로부터 수집된 x-선 신호들의 영상의 비(R)를 통해서 시료의 특징 데이터셋을 구축하는 시료데이터구축부;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치.
  9. 다종의 시료들이 장착되며, 환형 디스크 모양을 가진 시료장착부;
    상기 시료장착부에 장착된 다종의 시료들에 이중에너지 x-선을 조사하는 x선조사부;
    상기 x선조사부로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 x선투과검출부; 및
    상기 시료장착부를 회전시키기 위한 시료회전부를 포함하되,
    상기 디스크 모양의 시료장착부는 복수개가 겹겹이 구비되고,
    상기 시료회전부가 상기 겹겹이 구비된 각각의 시료장착부가 개별적으로 회전하여 상기 시료장착부에 장착된 시료들의 두께 조절이 되는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 x선투과검출부는,
    상기 이중에너지 x-선이 상기 시료장착부에 조사됨에 따라,
    한번의 x-선 조사로 상기 다종의 전체 시료를 투과한 x-선 영상신호를 수집하는 x선투과신호수집부; 및
    상기 x선투과신호수집부로부터 수집된 상기 투과 x-선 신호들의 통해서 시료의 특징 영상데이터셋을 구축하는 시료데이터구축부;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성장치.
  12. 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성하는 방법에 있어서,
    환형 디스크 모양의 시료장착부에 다종의 시료들을 장착하는 단계;
    시료회전부가 상기 환형 디스크 모양의 시료장착부를 회전시키는 단계;
    x선조사부가 상기 시료회전부에 의해 회전된 시료장착부의 적어도 어느 하나의 시료에 이중에너지 x-선을 조사하는 단계; 및
    x선투과검출부가 상기 x선조사부로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 단계를 포함하되,
    상기 시료장착부에 다종의 시료들을 장착하는 단계에서,
    상기 디스크 모양의 시료장착부는 복수개가 겹겹이 구비되고,
    상기 겹겹이 구비된 각각의 시료장착부가 개별적으로 회전하여 상기 시료장착부에 장착된 시료들의 두께 조절이 되는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 시료장착부에 다종의 시료들을 장착하는 단계는
    상기 시료장착부에 구비된 다종의 시료들이 장착되고, 상기 환형 디스크 형상으로 이루어진 시료장착부의 내측 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 시료투입부들 중 각각의 시료투입부에 시료를 투입하는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성방법.
  14. 제13항에 있어서,
    다종의 시료들이 상기 시료투입부에 투입될 때에는 상기 투입된 시료투입부의 양 측에는 상기 시료가 투입되어 있지 않고 비워두는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 시료회전부가 상기 시료장착부를 회전시키는 단계는
    상기 시료장착부는 상기 환형 디스크의 외주면에는 톱니바퀴를 더 구비하고, 상기 시료회전부는 상기 시료장착부의 외주면에 형성된 톱니바퀴에 맞물려 상기 시료장착부를 회전시키기 위한 기어 타입으로 이루어지고,
    상기 시료회전부의 기어와 상기 시료장착부의 톱니바퀴가 맞물려 회전하는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 시료회전부가 상기 시료장착부를 회전시키는 단계는
    상기 이중에너지의 x-선이 조사되는 위치에 적어도 하나의 시료가 위치하도록 상기 시료장착부를 회전시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성방법.
  17. 삭제
  18. 제12항에 있어서,
    상기 이중에너지 x-선을 조사하는 단계에서는
    상기 x선조사부는 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선로 이루어진 이중에너지 x-선을 조사하고,
    상기 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 단계에서는
    상기 x선투과검출부는 상기 시료를 통과한 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선에 대응되는 신호값의 비를 이용하여 시료의 데이터를 수집하는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 이중에너지 x-선을 조사하는 단계에서는
    상기 고에너지의 x-선과 저에너지의 x-선의 세기를 시료 및 시료의 두께에 따라 조절하여 조사하는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성방법.
  20. 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성하는 방법에 있어서,
    환형 디스크 모양의 시료장착부에 다종의 시료들을 장착하는 단계;
    x선조사부가 상기 시료장착부에 장착된 다종의 시료들에 이중에너지 x-선을조사하는 단계; 및
    x선투과검출부가 상기 x선조사부로부터 조사된 이중에너지 x-선이 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 단계를 포함하되,
    상기 이중에너지 x-선을 조사하기 전에
    시료회전부가 상기 시료장착부를 회전시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 디스크 모양의 시료장착부 복수개가 겹겹이 구비되며, 상기 시료회전부가 상기 겹겹이 구비된 각각의 상기 시료장착부를 회전시켜, 상기 시료장착부에 장착된 시료들의 두께 조절을 하는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성방법.
  21. 삭제
  22. 제20항에 있어서,
    상기 시료를 투과하여 검출되는 신호값들을 획득하는 단계는
    상기 이중에너지 x-선이 상기 시료장착부에 조사됨에 따라,
    x선투과신호수집부가 한번의 x-선 조사로 상기 다종의 전체 시료를 투과한 x-선 영상신호를 수집하는 단계; 및
    시료데이터구축부가 상기 x선투과신호수집부로부터 수집된 상기 투과 x-선 신호들의 통해서 시료의 특징 영상데이터셋을 구축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중에너지 x-선을 활용하는 회전형 데이터셋 생성방법.
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